2020年1月7日，某鋼廠高爐TRT機組檢修更換前軸軸瓦和蜂窩密封后，TRT機組具備升速條件后啟機，19∶56開始升轉速至500r/mm進行熱機運行，此時TRT運行參數正常，定速運行到20∶20時，TRT機組前軸瓦溫度1出現急劇跳變至104℃，20∶43溫度恢復至49℃；因此需要分析TRT機組前軸瓦溫度異常原因，提出相應的處理措施，解決機組前軸瓦異常問題，確保TRT機組安全穩定運行。

1　高爐TRT機組檢修概述

1.1　高爐TRT機組簡介

圖1是高爐TRT機組結構簡圖，透平機和發電機轉子剛性對輪連接，前軸承在前箱內，后軸承坐落在排汽缸上，3#、4#、5#都是落地式軸承箱，發電機尾部的接長短軸支承在5#穩定軸承。TRT機組型號是MPG19.2-295.6/180，工作轉速3000r/min，額定容量18MW，進口溫度180℃，進口壓力0.29MPa，出口壓力0.011MPa。

1.2　TRT機組檢修更換軸瓦和蜂窩密封情況

1.2.1　TRT檢修內容

高爐TRT機組前軸瓦在運行期間出現振動波動，因此更換為新軸瓦，后軸瓦計劃進行解體檢查調整、不做更換，蜂窩密封全部更換。

1.2.2　前、后軸瓦檢修技術要求與檢修結果

前、后軸瓦安裝技術要求與檢修結果內容列于表1，結果符合軸瓦安裝技術要求。

1.2.3　TRT蜂窩式密封安裝情況

蜂窩密封間隙標準范圍要求：第1列到第8列進、排氣側外的間隙標準是0.25～0.35mm，第9列到第13列進、排氣側外的間隙標準是0.35～0.45mm。安裝技術措施：①確保機組轉子中心、對TRT氣封體進行更換，為不影響氣封的安裝調試，保持密封套洼窩、缸體不會再動；②先對下氣封蜂窩片及氣封體進行安裝調試，再對上氣封蜂窩片及氣封體安裝調試；③為避免因上下機殼存在間隙（0.2mm）對氣封體造成損壞，上下氣封體扣大蓋試裝。檢修通過調整蜂窩汽封背弧，調整至間隙標準要求范圍內。

2　TRT啟機到額定轉速相關參數的記錄與軸瓦異常情況分析

圖2顯示1月7日19∶56開始升轉速至500r/mm后，定速運行到20∶21時，前軸承溫度1出現急劇跳變至104℃；20∶43溫度恢復至49℃，明顯異常，其它溫度參數無明顯異常。高爐TRT后續因啟機期間振動幅值偏高（60μm以下）及機殼溫度較低，將TRT進行盤車熱機。后于1月8日4∶20沖臨界轉速，此時前軸承振動測點2達到Z大幅值132μm，后軸承振動測點2達到Z大幅值110μm，啟機后并網運行，并帶滿負荷。

TRT運行至1月8日10∶00左右，圖3顯示TRT前軸承振動開始向上爬升，振動在20~70μm之間進行波動，后軸承振動相對平穩。

圖4顯示期間前軸軸承溫度幅值達到110℃，溫度在77~90℃波動，后軸承溫度幅值相對平穩。為了避免TRT停機影響高爐頂壓，高爐減壓閥組控制頂壓，TRT轉為恒功率運行。通過運行過程的相關分析認為前軸承存在明顯異常情況，后軸瓦參數無明顯異常。決定用便攜式應力波系統對TRT進行監測，精密診斷故障分析，現場采用夾持固定的方式分別在前軸瓦、后軸瓦軸承座端蓋螺栓處安裝應力波傳感器于測點各一個，1月8日20∶30開始采集數據，時間為100min。

3　高爐TRT機組應力波測試技術分析

應力波分析技術是通過高頻聲波傳感技術濾除振動和可聽噪聲的背景，實時測量運行設備摩擦、沖擊和動態載荷的電子信號，基于數據融合技術、時域與頻域特征提取軟件，對設備狀態進行定量分析和故障預測的技術。

3.1　前軸瓦應力波能量趨勢圖

從1月8日21∶00至22∶48，后軸瓦的應力波能量幅值變化不大，比較穩定；而前軸瓦的應力波能量的幅值波動大，且逐漸升高，表明前軸瓦的異常情況逐漸加劇，如圖5所示。

3.2　前軸瓦FFT頻譜

測試時間點21∶40，分析前軸瓦FFT頻譜，發?工頻49.44Hz及其2、3、4、5倍頻，工頻49.44Hz時幅值為0.066V，根據頻譜結構及倍頻幅值的相對大小，認為軸與軸瓦之間存在碰摩，見圖6。

時間點22∶40，如圖7所示前軸瓦FFT頻譜中的49.44Hz軸頻及其倍頻幅值為0.29V，幅值增加了0.29V/0.066V（4.39倍），表明軸與前軸瓦之間碰摩較為嚴重。

3.3　直方圖

通過檢測應力波脈沖串中每個脈沖的峰值幅度，并將其分布到對應每一讀數的電壓刻度，單個摩擦脈沖的峰值幅值在直方圖X軸上表示，該幅值出現的次數在直方圖Y軸表示。正常直方圖特征顯正態分布、窄基、持續穩定運行的特征；前軸瓦直方圖如圖8所示，直方圖特征顯偏態、寬基分布、不穩定運行的特征，表明較多的隨機高振幅摩擦、沖擊事件發生，表明前瓦部位存在潤滑不良或潤滑油污染問題，并且未形成有效的油膜。

4　前軸瓦故障的診斷和處理措施

4.1　前軸瓦故障的診斷

采用應力波分析技術中的能量趨勢圖、應力波頻譜和應力波振幅直方圖三種分析工具對TRT前軸承及后軸承進行運行監測，發現前軸承油膜潤滑較差，且TRT前軸承溫度幅值進一步升高，達到100℃左右。三種數據分析工具同時表明隨著時間推移，前軸與軸瓦之間的碰摩逐漸加劇，導致嚴重潤滑不良。

4.2　前軸瓦異常的處理措施

更換前軸瓦的準備工作完成后，立即將該設備停機，對TRT前軸承箱蓋進行開蓋翻瓦檢查，開箱后發現軸瓦巴氏合金出現整體碎裂脫落，造成TRT運行期間，前軸承軸溫及軸振頻繁波動。如圖9所示，四塊前軸瓦嚴重磨損，脫落的軸瓦巴氏合金顆粒引起潤滑油嚴重污染。在整體更換機組前軸瓦之后啟機運行，此時TRT前后軸瓦溫度和振動正常；因為前軸瓦故障處理及時，所以避免了更嚴重的抱軸事故發生。

4.3　前軸承損壞的原因分析

檢查現場安裝數據，數據均在標準范圍內；圖2顯示TRT在升轉速至500r/mm定速運行，到1月7日20∶21時，前軸承溫度測點1出現急劇跳變至104℃，20∶43溫度恢復至49℃，明顯異常。從圖9顯示現場軸瓦損壞的情況來看，軸瓦均是整體脫落，無燒損痕跡；軸瓦備件存在質量問題（巴氏合金與瓦基有脫胎現象），在此期間，瓦面合金開始出現逐步脫落現象，這是此次軸瓦損壞的主要原因。

5　結語

高爐TRT機組有質量問題的軸瓦備件安裝上線是前軸瓦異常情況出現的主要原因；因此需要編制離線軸瓦質量檢測標準，要求新瓦上線前必須完成相關軸瓦質量檢測工作；對高爐TRT機組啟機運行的參數分析能確認軸瓦異常情況出現的大致部位是前軸瓦位置；本案例應力波分析技術中的能量趨勢圖、應力波頻譜和應力波振幅直方圖三種分析工具，在診斷高爐TRT機組軸瓦故障上是非常有效的。

摘自：《金屬材料與冶金工程》